7.2 错误处理 - 7.2.1 try…catch…finally - 《C# 从入门到精通》

try…catch…finally

try…catch…finally

C#语言包含结构化异常处理（Structured Exception Handling, SEH）的语法。用 3 个关键字可以标记出能处理异常的代码和指令，如果发生异常，就使用这些指令处理异常。用于这个目的的 3 个关键字是 try、catch和 finally。它们都有一个关联的代码块，必须在连续的代码行中使用。其基本结构如下：

        try
        {
            ...
        }
        catch(<exceptionType> e)
        {
            ...
        }
        finally
        {
            ...
        }

也可以只有 try 块和 finally 块，而没有 catch 块，或者有一个 try 块和好几个 catch 块。如果有一个或多个 catch 块，finally 块就是可选的，否则就是必需的。这些代码块的用法如下：

● try — 包含抛出异常的代码（在谈到异常时，C#语言用 “抛出”这个术语表示 “生成” 或 “导致”）。

● catch — 包含抛出异常时要执行的代码。catch 块可以使用 <exceptionType>，设置为只响应特定的异常类型（如System.IndexOutOfRangeException），以便提供多个 catch 块。还可以完全省略这个参数，让一般的 catch 块响应所有异常。

● finally — 包含始终会执行的代码，如果没有产生异常，则在 try 块之后执行，如果处理了异常，就在 catch 块后执行，或者在未处理的异常上移到调用堆栈之前执行。“上移到调用堆栈”表示，SEH允许嵌套 try…catch…finally 块，可以直接嵌套，也可以在 try 块包含的函数调用中嵌套。例如，如果在被调用的函数中没有 catch 块能处理某个异常，就由调用代码中的 catch 块处理。如果始终没有匹配的 catch 块，就终止应用程序。finally 块在此之前处理正是其存在的意义，否则也可以在 try…catch…finally 结构的外部放置代码。这个嵌套功能将在后面的 “异常处理的注意事项” 一节中进一步讨论，所以如果对这个功能感到困惑不解，请不必担心。

在 try 块的代码中出现异常后，发生的事件依次是：

● try 块在发生异常的地方中断程序的执行。

● 如果有 catch 块，就检查该块是否匹配已抛出的异常类型。如果没有 catch 块，就执行 finally 块（如果没有 catch 块，就一定要有 finally 块）。

● 如果有 catch 块，但它与已发生的异常类型不匹配，就检查是否有其他 catch 块。

● 如果有 catch 块匹配已发生的异常类型，就执行它包含的代码，再执行 finally 块（如果有）。

● 如果 catch 块都不匹配已发生的异常类型，就执行 finally 块（如果有）。

下面用一个示例来说明异常的处理。这个示例以几种方式抛出和处理异常，以便读者了解其机制。修改代码，如下所示（这里显示的行号注释有助于将代码与后面讨论的内容联系起来，在本章的可下载代码中也包含这些行号，以方便参考）：

        class Program
        {
            static string[] eTypes = { "none", "simple", "index", "nested index" };
            static void Main(string[] args)
            {
                foreach (string eType in eTypes)
                {
                    try
                    {
                        Console.WriteLine("Main() try block reached.");     // Line 19
                        Console.WriteLine("ThrowException(\"{0}\") called.", eType);
                        ThrowException(eType);
                        Console.WriteLine("Main() try block continues.");   // Line 22
                    }
                    catch (System.IndexOutOfRangeException e)               // Line 24
                    {
                        Console.WriteLine("Main() System.IndexOutOfRangeException 
                                           catch" + "block reached. Message:\n\"{0}\"", 
                                           e.Message);
                    }
                    catch                                                   // Line 30
                    {
                        Console.WriteLine("Main() general catch block reached.");
                    }
                    finally
                    {
                        Console.WriteLine("Main() finally block reached.");
                    }
                    Console.WriteLine();
                }
                Console.ReadKey();
            }
            static void ThrowException(string exceptionType)
            {
                Console.WriteLine("ThrowException(\"{0}\") reached.", exceptionType);
                switch (exceptionType)
                {
                    case "none":
                        Console.WriteLine("Not throwing an exception.");
                        break;                                              // Line 50
                    case "simple":
                        Console.WriteLine("Throwing System.Exception.");
                        throw new System.Exception();                       // Line 53
                    case "index":
                        Console.WriteLine("Throwing System.IndexOutOfRangeException.");
                        eTypes[4] = "error";                                // Line 56
                        break;
                    case "nested index":
                        try                                                 // Line 59
                        {
                            Console.WriteLine("ThrowException(\"nested index\")" + 
                                                "try block reached.");
                            Console.WriteLine("ThrowException(\"index\") called.");
                            ThrowException("index");                        // Line 64
                        }
                        catch                                               // Line 66
                        {
                            Console.WriteLine("ThrowException(\"nested index\") general"
                                              + "catch block reached.");
                        }
                        finally
                        {
                            Console.WriteLine("ThrowException(\"nested index\") finally"
                                              + "block reached." );
                        }
                        break;
                }
            }
        }

示例的说明 这个应用程序在 Main() 中有一个 try 块，它调用函数 ThrowException()。这个函数会根据调用时使用的参数抛出异常： ● ThrowException("none") — 不抛出异常。 ● ThrowException("simple") — 生成一般异常。 ● ThrowException("index") — 生成 System.IndexOutOfRangeException 异常。 ● ThrowException("nested index") — 包含它自己的 try 块，其中的代码调用 ThrowException("index")，生成一个 System.IndexOutOfRangeException 异常其中的每个 string 参数都存储在全局数组 eTypes 中，在 Main() 函数中迭代，用每个可能的参数调用 ThrowException()。在迭代过程中，会把各种信息写到控制台上，说明发生了什么情况。这段代码可以使用本章节前面介绍的代码单步执行技巧。在执行代码的过程中，一次执行一行代码可以确切地了解代码的执行进度。在代码的第 19 行添加一个新断点（用默认的属性），该行代码如下：javascript Console.WriteLine("Main() try block reached."); 这里使用了行号来表示代码。如果关闭了行号，可以选择 工具(T) | 选项（O），在 文本编辑器 | C# | 常规 选项区域中打开它们。 在调试模式下运行应用程序。程序立即进入中断模式，此时光标停在第 19 行上。如果选择变量监视窗口中的 局部变量 选项卡，就会看到 eType 当前是 none。使用 逐语句 按钮处理第 19 和 20 行，看看第一行文本是否已经写到控制台。接着使用 逐语句 按钮单步执行第 21 行的 ThrowException() 函数。执行到 ThrowException() 函数后，局部变量 窗口会发生变化。eType 和 args 超出了作用域（因为它们是 Main() 的局部变量），我们看到的是 exceptionType 的值，执行代码，把字符串 Not throw an exception 写到屏幕上。在执行第 50 行上的 break 语句时，将退出函数，继续处理 Main() 中的第 22 行代码。因为没有抛出异常，所以继续执行 try 块。接着处理 finally 块。再单击 逐语句 几次，执行完 finally 块和 foreach 的第一次循环。下次执行到第 21 行时，使用另一个参数 simple 调用 ThrowException()。继续使用 逐语句 单步执行 ThrowException()，最终会执行第 53 行：javascript throw new System.Exception(); 这里使用C# throw 关键字生成一个异常，需要为这个关键字提供新初始化的异常作为其参数，抛出一个异常，这里使用名称空间 System 中的另一个异常 System.Exception。 这个 case 块不需要 break 语句，使用 throw 就可以结束该块的执行。 在使用 逐语句 执行这个语句时，将从第 30 行开始执行一般的 catch 块。因为与第 24 行开始的 catch 块都不匹配，所以执行这个一般的 catch 块。单步执行这段代码，然后执行 finally 块，最后返回到另一个循环周期，该循环在第 21 行用一个新参数调用 ThrowException()，这次的参数是 index。这次 ThrowException() 在第 56 行生成一个异常：javascript eType[4] = "error"; eTypes 是一个全局数组，所以可以在这里访问它。但是这里视图访问数组中的第 5 个元素（其索引从 0 开始计数），这会生成一个 System.IndexOutOfRangeException 异常。这次 Main() 中有一个匹配的 catch 块，单步执行该 catch 块，从第 24 行开始。这个块中调用的 Console.WriteLine() 使用 e.Message，输出存储在异常中的消息（可以通过 catch 块的参数访问异常）。之后再次单步执行 finally 块（而不是第二个 catch 块，因为异常已经处理完毕）。返回循环，再次调用第 21 行的 ThrowException（）。在执行到 ThrowException() 中的 switch 结构时，进入一个新的 try 块，从第 59 行开始。在执行到第 64 行时，将遇到 ThrowException() 的一个嵌套调用，这次使用 index 参数。可以使用 逐过程 按钮跳过其中的代码行，因为前面已经单步执行过了。与前面一样，这个调用生成一个 System.IndexOutOfRangeException 异常。但这个异常在 ThrowException() 中的嵌套 try…catch…finally 结构中处理。这个结构没有明确匹配这种异常 catch 块，所以执行一般的 catch 块（从第 66 行开始）。与前面的异常处理一样，现在单步执行这个 catch 块，以及关联的 finally 块，最后返回到函数调用的末尾处。但是它们有一个重要的区别：抛出异常是由 ThrowException（） 中的代码处理的。这就是说，异常并没有留给 Main() 处理，所以直接进入 finally 块，之后应用程序中断执行。